加強統(tǒng)計學(xué)實踐教學(xué)改革,提升高校學(xué)生科研能力

卓露 馬磊 呂新華 曹愛萍

摘要：生物統(tǒng)計學(xué)是生物數(shù)學(xué)一個大分支，是統(tǒng)計學(xué)的原理和方法在生物學(xué)研究中的應(yīng)用。盡管學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠較熟練掌握統(tǒng)計分析軟件的使用，但由于對自己的研究問題感悟不深，常不能選擇合適的分析方法去解決問題。培養(yǎng)學(xué)生在生物統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)之上解決實際生活生產(chǎn)問題的能力，是提高高校學(xué)生科研能力的途徑之一。因此，本文認(rèn)為生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革一方面要堅持對傳統(tǒng)理論原理的講授，另一方面要加大科研論文和實際生活案例在教學(xué)中的比例，鼓勵學(xué)生自主調(diào)查、自主發(fā)現(xiàn)問題和自主解決問題，最大限度地提升學(xué)生的科研感悟。此外，加強生物統(tǒng)計學(xué)實踐教學(xué)改革，將有助于高校學(xué)生科研能力的提高，為高校學(xué)生進(jìn)一步深造打下堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：生物統(tǒng)計學(xué);教學(xué)改革;實踐能力;科研能力;自主創(chuàng)新

中圖分類號：G648 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ? ?文章編號：1672-1578（2020）30-0002-02

生物統(tǒng)計學(xué)是數(shù)理統(tǒng)計在生物學(xué)中的應(yīng)用，是本科生專業(yè)必修課，不僅提供設(shè)計科學(xué)實驗和收集數(shù)據(jù)的方法，而且在新教改的形勢下，更多的提供整理和分析數(shù)據(jù)、得出科學(xué)結(jié)論的方法。生命科學(xué)專業(yè)的本科生科研和創(chuàng)新能力是深造和就業(yè)的基礎(chǔ)。在本科階段，學(xué)生可以做為主體申請國家級、省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新實訓(xùn)課題;本科畢業(yè)后，大部分學(xué)生將攻讀研究生或從事與生物科學(xué)、生物技術(shù)相關(guān)的研發(fā)工作，這就要求學(xué)生具備較高的科研素質(zhì)。統(tǒng)計學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，本科階段開設(shè)此課程的主要目的是通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生能夠獨立自主解決科研和工作過程中的實際問題，提升學(xué)生的統(tǒng)計實踐能力。統(tǒng)計學(xué)課程開課前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了前修的相關(guān)基礎(chǔ)課程，掌握了實驗室數(shù)據(jù)分析方法，這些都是開發(fā)、培養(yǎng)及促進(jìn)提升本科學(xué)生科研能力的主要階段。

自新大綱制定開始，我院生物統(tǒng)計學(xué)教研組針對本課程的特點，重新確立了教學(xué)大綱，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)計劃和教學(xué)方式，增加學(xué)生的上機操作練習(xí)，促使學(xué)生由傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)知識點向掌握具體數(shù)據(jù)處理和分析方法的目標(biāo)轉(zhuǎn)變，由過去以閉卷考試為主的考核方式，向基礎(chǔ)知識測試和統(tǒng)計分析方法用相結(jié)合的考核制度轉(zhuǎn)變，從源頭上促使教學(xué)模式向注重人才培養(yǎng)和提高學(xué)生科研素質(zhì)上轉(zhuǎn)變。但是在實施這一教學(xué)方式的過程中，本人發(fā)現(xiàn)在實踐環(huán)節(jié)中學(xué)生最常問的不是SPSS、Excel等軟件操作問題，而是“我要分析的問題是什么？”如果把研究問題比作“的”，統(tǒng)計分析方法比作“矢”，則統(tǒng)計方法的運用則是有的放矢。如果要切實提高學(xué)生運用統(tǒng)計方法的能力，就需要培養(yǎng)學(xué)生會從實際中發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力，即科研能力。然而，目前高校學(xué)生普遍存在理論成績較好，但真正遇到實際問題卻束手無策的問題。因此，探索如何提升高校學(xué)生科研能力、促進(jìn)統(tǒng)計學(xué)實踐的教學(xué)改革，具有極其重要的意義。

筆者認(rèn)為可以從以下幾個方面進(jìn)行課程設(shè)計，提升高校學(xué)生的科研能力，促進(jìn)統(tǒng)計學(xué)實踐教學(xué)改革。

第一，從教學(xué)內(nèi)容上，將授課重點放在統(tǒng)計方法原理及實踐應(yīng)用上。對于生命科學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，在實際應(yīng)用過程中，重點讓學(xué)生理解怎么應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法的原理，展開全面具體的實驗設(shè)計。比如在“控制田間試驗誤差途徑”這一小節(jié)內(nèi)容中，為了防止系統(tǒng)偏差，試驗應(yīng)嚴(yán)格遵循唯一差異性原則。那么，“怎樣才能排除其他非處理因素對實驗的干擾？”，是值得在教與學(xué)的過程中探討的問題。將這樣的問題拋給學(xué)生，可以引發(fā)學(xué)生聯(lián)系以前接觸過的簡單實驗，啟發(fā)其探索精神。例如，學(xué)生前期在《遺傳學(xué)》的微核實驗中，需要保證材料的均一性，實驗操作的標(biāo)準(zhǔn)化，實驗外環(huán)境的可控性等等，從而使理論和實際得到較好的聯(lián)系，將知識得以融會貫通。

第二，要求學(xué)生能夠讀懂學(xué)術(shù)論文，并將文章中精髓提煉，包括：研究問題是什么？研究假設(shè)是如何提出的？數(shù)據(jù)是怎樣搜集的？以及統(tǒng)計方法是如何驗證假設(shè)等。重點要求學(xué)生解釋論文中主要用到了哪些統(tǒng)計方法？這些統(tǒng)計方法分析了哪些變量？解決了什么問題以及統(tǒng)計方法在運用上存在哪些不足等。學(xué)生可以基于前人學(xué)術(shù)論文的思路，提出自己感興趣的假說，設(shè)計自己的研究方案，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集與分析。教師在授課過程中，要著重突出思路建設(shè)，根據(jù)學(xué)生的設(shè)計與實驗實施過程技術(shù)項目作為結(jié)課考核成績，以達(dá)到綜合性試驗訓(xùn)練的目的。

第三，教師在給學(xué)生布置作業(yè)時，不要僅僅基于書本課后習(xí)題集，可以適當(dāng)添加一些能夠讓學(xué)生自行搜集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實際的數(shù)據(jù)分析，解決實際問題。比如2020年冠狀病毒疫情走向數(shù)據(jù)分析，從現(xiàn)有實時大數(shù)據(jù)統(tǒng)計（截至1月29日12時21分，國內(nèi)疫情確診人數(shù)達(dá)到6000例）得出的疫情走勢圖和確診人數(shù)增長圖來看，如果明后天繼續(xù)保持這種態(tài)勢，說明目前疫情開始出現(xiàn)向良性發(fā)展傾向。雖然確診人數(shù)已經(jīng)超過2003年SARS病毒感染人數(shù)，但從確診人數(shù)總量看，冠狀病毒感染人數(shù)較多，傳播速度較快，疫情有可能開始得到初步遏制，正傾向于向良性方向發(fā)展。教師可以通過實際案例的提出，引導(dǎo)學(xué)生利用統(tǒng)計學(xué)的基本原理進(jìn)行分析解答其原因，不難發(fā)現(xiàn)，其一，從國內(nèi)、湖北和武漢市的冠狀病毒疫情走勢圖來看，在1月27日出現(xiàn)較大增長后，1月28日增長曲線開始放緩，特別是湖北和武漢的增長曲線開始出現(xiàn)平緩趨勢;其二，從冠狀病毒確診人數(shù)增長圖來看，在1月27日增長人數(shù)出現(xiàn)較大增幅后，1月28日全國、湖北和武漢的確診人數(shù)增長開始出現(xiàn)下降趨勢。如果1月29日后統(tǒng)計數(shù)據(jù)仍然保持這種趨勢，那么說明疫情已經(jīng)得到控制。教師通過實際案例的引發(fā)，帶著問題開展學(xué)習(xí)，從一定程度提高學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

第四，從教學(xué)方式上，教師鼓勵并最大限度激發(fā)學(xué)生科研的積極性、主動性和創(chuàng)造性。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生參加各項科技競賽，如SRP、全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等，使學(xué)生對科研產(chǎn)生興趣，也就是所謂的興趣是最好的老師。除了學(xué)生感興趣的學(xué)習(xí)之外，將學(xué)生的學(xué)習(xí)地方不僅局限于教室，教師可以開辟辦公室部分區(qū)域作為學(xué)生學(xué)習(xí)與科研的自習(xí)室，并為學(xué)生配以網(wǎng)絡(luò)和電腦，學(xué)生可以自主查閱文獻(xiàn)資料，撰寫學(xué)術(shù)論文，教師可隨時對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識及科研實驗的指導(dǎo)，達(dá)到學(xué)習(xí)助研兩不誤的效果。這不僅有利于學(xué)生充分利用時間進(jìn)行自由學(xué)習(xí)，還有利于增強學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

第五，注意對學(xué)生科研報告撰寫能力的培養(yǎng)?？蒲袌蟾媸墙y(tǒng)計學(xué)實驗教學(xué)過程中一個重要的環(huán)節(jié)，它能綜合反映學(xué)生分析問題、研究問題、解決問題和撰寫科技論文的能力。在學(xué)生撰寫調(diào)查報告的過程中，需要教師和學(xué)生不斷地溝通，對其報告提出修改意見，直到達(dá)到要求。這個溝通的過程可以提高學(xué)生科研寫作能力，更能提高學(xué)生對統(tǒng)計方法的應(yīng)用能力教師應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生實驗報告的書寫。把科技寫作的基本要素融入教學(xué)中，使學(xué)生從中得到科研寫作能力的訓(xùn)練，進(jìn)一步提高科研寫作能力。因此，學(xué)生的調(diào)查報告可作為統(tǒng)計學(xué)課程考核成績之一。

第六，增加學(xué)生對研究結(jié)果的匯報展示能力和互評能力。教師針對適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，采用分組討論，以小組形式展示匯報，通過學(xué)生口頭闡述自己的研究問題，運用的統(tǒng)計方法等，增加學(xué)生互評環(huán)節(jié)，創(chuàng)造自由的教育環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生合作和探究的品質(zhì)，在互評活動中學(xué)生既是評價者也是被評價者，通過這個活動他們能認(rèn)識到自身的優(yōu)勢和不足，進(jìn)而互相學(xué)習(xí)，共同提高。

本文基于教學(xué)一線實踐深入生物統(tǒng)計學(xué)實踐課教學(xué)過程中的主要問題，提出以上六方面課程設(shè)計的優(yōu)化對策，以期提高實踐課教學(xué)效果。同時，學(xué)生統(tǒng)計學(xué)實踐能力的提高，需要掌握能夠發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的科研能力。筆者認(rèn)為，今后統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革重點可以放在科研項目在教學(xué)案例中的比例，探索以研究為本的本科教育教學(xué)改革將有助于學(xué)生在本科階段提高自身科研能力，進(jìn)而有助于學(xué)生統(tǒng)計學(xué)實踐能力的提高。

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